无人机系统设计：工业级实践指南

作者: [印] 尼拉吉·库马尔·辛格 , [印] 波塞尔万·穆图克里希南 , [印] 萨蒂亚纳拉亚娜·桑皮尼

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2021-12

版次: 1

ISBN: 9787111696162

定价: 79.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

字数: 114千字

分类: 计算机与互联网

5人买过

本书的重点是无人机系统设计的过程和方法，涵盖了机械和软件等其他关键学科，全面介绍工业级无人机系统设计。许多内容都是从第1人称视角呈现的。在本书的末尾，你将了解如何开发或精心选择多个子系统（“制造”或“采购”零部件）以获得完美无缺的系统（以无人机系统为例）。致谢

作者简介

第1章　导论 1

1.1　什么是无人机  2

1.1.1　军事  2

1.1.2　工业  2

1.1.3　商业  2

1.2　无人机系统的组成部分  3

1.2.1　硬件  3

1.2.2　软件  7

1.2.3　机械  8

1.2.4　地面控制器和配件  8

1.3　小结  10

第2章　无人机系统设计流程  11

2.1　系统设计  11

2.1.1　需求规格确定  12

2.1.2　架构  12

2.1.3　实现  15

2.1.4　我们的“农作物监测”无人机规格  15

2.2　机械设计  16

2.2.1　定义  17

2.2.2　用途  18

2.2.3　需求  19

2.2.4　依赖性  21

2.3　硬件设计  21

2.3.1　硬件需求  21

2.3.2　电气配件选择  23

2.3.3　PCBA设计  24

2.3.4　线路板规划  28

2.3.5　电力架构  29

2.4　软件架构  39

2.5　物流和运营管理  40

2.6　小结  41

第3章　主要配件和选择考虑因素  43

3.1　片上系统  43

3.1.1　类别  44

3.1.2　关键考虑因素  45

3.1.3　解决方案  45

3.2　内存  45

3.2.1　类别  46

3.2.2　关键考虑因素  47

3.2.3　解决方案  48

3.3　存储  50

3.3.1　类别  50

3.3.2　关键考虑因素  56

3.3.3　解决方案  57

3.4　通信模块  58

3.4.1　类别  58

3.4.2　关键考虑因素  60

3.4.3　解决方案  61

3.5　摄像头  62

3.5.1　类别  62

3.5.2　关键考虑因素  63

3.5.3　解决方案  63

3.6　显示器  64

3.6.1　类别  65

3.6.2　关键考虑因素  65

3.7　飞行控制器  66

3.7.1　类别  66

3.7.2　关键考虑因素  66

3.7.3　解决方案  66

3.8　电池  67

3.8.1　类别  67

3.8.2　关键考虑因素  68

3.8.3　解决方案  69

3.9　散热  69

3.9.1　类别  69

3.9.2　关键考虑因素  70

3.9.3　解决方案  71

3.10　互连线  71

3.10.1　类别  71

3.10.2　关键考虑因素  73

3.10.3　解决方案  74

3.11　机械  74

3.11.1　类别  74

3.11.2　关键考虑因素  75

3.11.3　解决方案  75

3.12　小结  76

第4章　无人机硬件开发  77

4.1　PCB库的开发  77

4.2　电路图设计  81

4.2.1　电路图采集  81

4.2.2　设计规则检查  82

4.2.3　生成网表  83

4.3　物料清单  83

4.3.1　符号属性  85

4.3.2　生成BOM  85

4.3.3　材料准备  86

4.4　布局设计  86

4.4.1　电路板轮廓  87

4.4.2　层堆叠  87

4.4.3　电气约束  88

4.4.4　机械约束  91

4.4.5　网表  93

4.5　小结  96

第5章　系统组装、定型和验证  97

5.1　PCB制造工艺  97

5.2　PCB组装过程  99

5.2.1　表面贴装组装工艺  100

5.2.2　通孔组装工艺  102

5.2.3　终检验和功能测试  103

5.2.4　后期工艺  104

5.3　电路板上电  104

5.3.1　基本检查  105

5.3.2　短路检查  105

5.3.3　电源检查  106

5.3.4　测序和复位检查  106

5.4　电路板级测试  107

5.4.1　BIOS闪存编程  107

5.4.2　操作系统和应用程序安装  108

5.4.3　功能检查  108

5.5　设计确认测试  109

5.5.1　电源确认  109

5.5.2　电气确认  112

5.6　无人机组装  113

5.6.1　无人机系统确认测试  114

5.6.2　系统试生产  114

5.7　小结  115

第6章　软件开发  117

6.1　软件开发和部署  117

6.1.1　软件开发生命周期  117

6.1.2　软件开发模型  118

6.2　软件栈  121

6.2.1　硬件  122

6.2.2　系统固件和设备  122

6.2.3　操作系统  123

6.2.4　RTLinux的设计  124

6.2.5　SDK和库  126

6.2.6　应用程序  126

6.3　无人机设计关键考虑事项  127

6.3.1　低功耗  127

6.3.2　实时系统  137

6.4　系统软件集成和启动  140

6.4.1　系统启动  140

6.4.2　验证、确认和维护  143

6.5　小结  146

第7章　无人机产品认证  147

7.1　管理认证  147

7.1.1　安全  148

7.1.2　发射  150

7.1.3　免疫  150

7.2　环境认证  152

7.2.1　温度  152

7.2.2　湿度  152

7.2.3　海拔高度  153

7.2.4　跌落、冲击、振动  153

7.2.5　可靠性  153

7.3　服务和支持  154

7.3.1　试运行  154

7.3.2　设备软件升级  154

7.3.3　技术服务  154

7.4　产品生态  155

7.4.1　违禁物质  155

7.4.2　RoHS  155

7.4.3　欧盟REACH  156

7.4.4　加利福尼亚州65号提案  156

7.4.5　WEEE  157

7.4.6　ISO  157

7.5　产品认证中心  157

7.6　设备成本  157

7.6.1　生产成本  158

7.6.2　配件成本  158

7.7　无人机规则  158

7.7.1　规则  158

7.7.2　无人机登记  158

7.8　小结  159

附录1　电路图基础  161
内容简介:
本书的重点是无人机系统设计的过程和方法，涵盖了机械和软件等其他关键学科，全面介绍工业级无人机系统设计。许多内容都是从第1人称视角呈现的。在本书的末尾，你将了解如何开发或精心选择多个子系统（“制造”或“采购”零部件）以获得完美无缺的系统（以无人机系统为例）。
目录:
致谢

作者简介

第1章　导论 1

1.1　什么是无人机  2

1.1.1　军事  2

1.1.2　工业  2

1.1.3　商业  2

1.2　无人机系统的组成部分  3

1.2.1　硬件  3

1.2.2　软件  7

1.2.3　机械  8

1.2.4　地面控制器和配件  8

1.3　小结  10

第2章　无人机系统设计流程  11

2.1　系统设计  11

2.1.1　需求规格确定  12

2.1.2　架构  12

2.1.3　实现  15

2.1.4　我们的“农作物监测”无人机规格  15

2.2　机械设计  16

2.2.1　定义  17

2.2.2　用途  18

2.2.3　需求  19

2.2.4　依赖性  21

2.3　硬件设计  21

2.3.1　硬件需求  21

2.3.2　电气配件选择  23

2.3.3　PCBA设计  24

2.3.4　线路板规划  28

2.3.5　电力架构  29

2.4　软件架构  39

2.5　物流和运营管理  40

2.6　小结  41

第3章　主要配件和选择考虑因素  43

3.1　片上系统  43

3.1.1　类别  44

3.1.2　关键考虑因素  45

3.1.3　解决方案  45

3.2　内存  45

3.2.1　类别  46

3.2.2　关键考虑因素  47

3.2.3　解决方案  48

3.3　存储  50

3.3.1　类别  50

3.3.2　关键考虑因素  56

3.3.3　解决方案  57

3.4　通信模块  58

3.4.1　类别  58

3.4.2　关键考虑因素  60

3.4.3　解决方案  61

3.5　摄像头  62

3.5.1　类别  62

3.5.2　关键考虑因素  63

3.5.3　解决方案  63

3.6　显示器  64

3.6.1　类别  65

3.6.2　关键考虑因素  65

3.7　飞行控制器  66

3.7.1　类别  66

3.7.2　关键考虑因素  66

3.7.3　解决方案  66

3.8　电池  67

3.8.1　类别  67

3.8.2　关键考虑因素  68

3.8.3　解决方案  69

3.9　散热  69

3.9.1　类别  69

3.9.2　关键考虑因素  70

3.9.3　解决方案  71

3.10　互连线  71

3.10.1　类别  71

3.10.2　关键考虑因素  73

3.10.3　解决方案  74

3.11　机械  74

3.11.1　类别  74

3.11.2　关键考虑因素  75

3.11.3　解决方案  75

3.12　小结  76

第4章　无人机硬件开发  77

4.1　PCB库的开发  77

4.2　电路图设计  81

4.2.1　电路图采集  81

4.2.2　设计规则检查  82

4.2.3　生成网表  83

4.3　物料清单  83

4.3.1　符号属性  85

4.3.2　生成BOM  85

4.3.3　材料准备  86

4.4　布局设计  86

4.4.1　电路板轮廓  87

4.4.2　层堆叠  87

4.4.3　电气约束  88

4.4.4　机械约束  91

4.4.5　网表  93

4.5　小结  96

第5章　系统组装、定型和验证  97

5.1　PCB制造工艺  97

5.2　PCB组装过程  99

5.2.1　表面贴装组装工艺  100

5.2.2　通孔组装工艺  102

5.2.3　终检验和功能测试  103

5.2.4　后期工艺  104

5.3　电路板上电  104

5.3.1　基本检查  105

5.3.2　短路检查  105

5.3.3　电源检查  106

5.3.4　测序和复位检查  106

5.4　电路板级测试  107

5.4.1　BIOS闪存编程  107

5.4.2　操作系统和应用程序安装  108

5.4.3　功能检查  108

5.5　设计确认测试  109

5.5.1　电源确认  109

5.5.2　电气确认  112

5.6　无人机组装  113

5.6.1　无人机系统确认测试  114

5.6.2　系统试生产  114

5.7　小结  115

第6章　软件开发  117

6.1　软件开发和部署  117

6.1.1　软件开发生命周期  117

6.1.2　软件开发模型  118

6.2　软件栈  121

6.2.1　硬件  122

6.2.2　系统固件和设备  122

6.2.3　操作系统  123

6.2.4　RTLinux的设计  124

6.2.5　SDK和库  126

6.2.6　应用程序  126

6.3　无人机设计关键考虑事项  127

6.3.1　低功耗  127

6.3.2　实时系统  137

6.4　系统软件集成和启动  140

6.4.1　系统启动  140

6.4.2　验证、确认和维护  143

6.5　小结  146

第7章　无人机产品认证  147

7.1　管理认证  147

7.1.1　安全  148

7.1.2　发射  150

7.1.3　免疫  150

7.2　环境认证  152

7.2.1　温度  152

7.2.2　湿度  152

7.2.3　海拔高度  153

7.2.4　跌落、冲击、振动  153

7.2.5　可靠性  153

7.3　服务和支持  154

7.3.1　试运行  154

7.3.2　设备软件升级  154

7.3.3　技术服务  154

7.4　产品生态  155

7.4.1　违禁物质  155

7.4.2　RoHS  155

7.4.3　欧盟REACH  156

7.4.4　加利福尼亚州65号提案  156

7.4.5　WEEE  157

7.4.6　ISO  157

7.5　产品认证中心  157

7.6　设备成本  157

7.6.1　生产成本  158

7.6.2　配件成本  158

7.7　无人机规则  158

7.7.1　规则  158

7.7.2　无人机登记  158

7.8　小结  159

附录1　电路图基础  161